光是如何传播
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虚像。
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一 光的反射定律
平面镜所成的像与物是以镜面 为轴的对称图形. 即平面镜是物和像连线的中垂面。
平面镜成像的特点： （1）成的是正立等大的虚像； （2）像和物的连线与镜面垂直； （3）像和物到镜的距离相等。
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一 光的反射定律
• 平面镜组合成像 • 《庄子·天下篇》中记载：“鉴以鉴影，而鉴以有影，两
• 早在春秋战国时《墨经》记载了小孔成像的实验： • “景，光之人，煦若射，下者之人也高；高者之人也下，
足蔽下光，故成景于上，首蔽上光，故成景于下”。 • 这里“光之人，煦若射”是一句很形象的比喻。 • “煦”即照射，照射在人身上的光线，就像射箭一样。 • “下者之人也高；高者之人也下” 是说照射在人上部的光线，则成像 于下部；而照射在人下部的光线， 则成像于上部。 • 直立的人通过小孔成像，投影便成为倒立的。
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一 光线和光束
• 光束:光波波面的法线的集合。 • 单心光束（或同心光束）:
由点光源的光构成的光束。 • 实际物体的每一点都发出一个 单心光束，经过光学系统后， 如果仍保持为单心光束，则这 个经光学系统后光束的心叫做 光学系统对物点成的像。
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二 光的直线传播
在同一种各向同性的均匀介质中，光在两点之间总是沿着连 接这两点的直线传播的。
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三 光程与光程差
• 实验测得频率为ν，波长为λ的光在真空中的速度为
• 在介质中的速度降为
介质的折射率
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光在介质 中的波长
n
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• 两束光在介质中的路程（波程）r 与波长之比
光程: 折射率n与光的几何路程r之积 nr。 光程就是光在介质中通过的几何路程,按波数 相等折合到真空中的路程。 光程差:两束光的光程之差。
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一 光的反射定律
• 平面镜反射成像 • 《墨经》中记载：“景迎日，说在转”。 • 说明像投在迎向太阳的一边，是因为 日光经过镜子的反射而转变了方向。 • 点光源发射出的发散光照射在平面镜 上时，其反射光也是发散光。 • 所有反射光的反向延长线仍交于一点（像点）。 • 由于不是实际光线相交所成的像，所以平面镜所成的像是
光的直线传播，是几何光学的基本规律之一。 光照射到不透明物体时，在物体后面产生影子，以及小孔成
像现象，都是光的直线传播的例证。 光的直线传播规律适用的范围是，障碍物或孔的线度（光波
的波长）。 普通光学仪器，如投影机、照相机、潜望镜、望远镜和显微
镜，都是以光的直线传播规律为基础的。
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二 光的直线传播
外、内”。 “中” 指焦点和球心之间。 物在“中”之内，得到比物体大 而正立的虚像; 物在“中”之外，得到比物体大 而倒立的实像。
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一 光的反射定律
• 约公元前300 多年，古希腊哲学家柏拉图曾讲授过关于光 的直线传播以及入射角和反射角相等的知识。
• 欧几里得在《反射光学》一书中，明确提出了光的直进性， 较深入地探讨了反射现象，提出“入射光和出射光分别与 法线成相等的角”，并由此出发讨论了平面镜成像，凹、 凸面镜成像，还论述了凹面镜焦点的概念。
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7.2 光的反射和折射
• 一 光的反射定律 • 二 光的折射定律 • 三 海市蜃楼 • 四 虹和光的色彩
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一 光的反射定律
• 公元前2000 年夏初的齐家文化时期 已经制造出金属反射镜，作为镜子使用。 • 后来出现了各种平面镜、凹面镜和凸 面镜以及“透光镜”。 这种透光镜在阳光照射下其背面的图文 能映到墙上。 春秋早期已用阳燧（凹面镜）来聚光。 镜的利用为光的反射的研究创造了良好 的条件。
• 公元8 世纪，阿拉伯科学家阿尔哈曾在《光学宝鉴》一书 中指出：在反射现象中，除反射角等于入射角之外，反射 光线必在入射光线与界面法线所确定的平面内。从而完善 了反射定律。
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一 光的反射定律
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
• 光从一种介质射向另一种介质的 交界面时，一部分光返回原来介质 中，使光的传播方向发生了改变，
7.1 光是直线传播的吗？
• 一 光线和光束 • 二 光的直线传播 • 三 光程与光程差
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一 光线和光束
• 光线:表示光传播途径的几何线。 • 在均匀的各向同性介质中， 光线是垂直于波阵面的直线。 • 例如，从点光源发出的光， 它的每条光线就是以光源为中心的 球的径线； • 在远离光源的地方，光的波阵面 趋于平面，每条光线近似于相互平行的线。
鉴相鉴，则重影无穷”。生动地描述了光线在两镜之间彼 此往复反射，形成许许多多像的情景。 • 《淮南万毕术》记载：“取大镜高悬， • 置水盆于其下，则见四邻矣”。 • 将两个平面镜如图放置即成潜望镜， • 用以窥探海面或地面上的活动。
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一 光的反射定律
凸面镜成像的规律 《墨经》中叙述为：“鉴团，景一， 说在刑之大”。 经说中进一步解释说：“鉴，鉴者近， 则所鉴大，景亦大，其远，所鉴小， 景亦小，而必正”。 它说明物体经凸面镜总成一种缩小而正立的像。
例:钥匙经凸面镜反射在另一侧成一正立的虚像。
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一 光的反射定律
• 凹面镜的作用 • 《淮南子·天文训》记载： • “阳燧见日则燃而为火”。 • 这说明我国古代已认识到 • 平行光线可会聚于凹面镜的焦点。
• 太阳灶是利用太阳能的主要用具。
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一 光的反射定律
• 凹面镜成像 • 《墨经》记载：“鉴洼，景一小而易，一大而正，说在中之
入射角
这种现象称为光的反射。 • 光的反射定律： • 反射光线与入射光线、法线在同一平面上； • 反射光线和入射光线分居在法线的两侧； • 反射角等于入射角。 • 简记为：“三线共面，两线分居，两角相等”。
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反射角
二 光的折射定律
• 最早研究折射现象的是古罗马科学家托勒密。 • 他首次较精确地测量了折射现象中的入射角和折射角，得
出折射角正比于入射角的结论。 • 托勒密的折射定律在欧洲流行了1400 多年，直到1611 年，
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一 光的反射定律
平面镜所成的像与物是以镜面 为轴的对称图形. 即平面镜是物和像连线的中垂面。
平面镜成像的特点： （1）成的是正立等大的虚像； （2）像和物的连线与镜面垂直； （3）像和物到镜的距离相等。
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一 光的反射定律
• 平面镜组合成像 • 《庄子·天下篇》中记载：“鉴以鉴影，而鉴以有影，两
• 早在春秋战国时《墨经》记载了小孔成像的实验： • “景，光之人，煦若射，下者之人也高；高者之人也下，
足蔽下光，故成景于上，首蔽上光，故成景于下”。 • 这里“光之人，煦若射”是一句很形象的比喻。 • “煦”即照射，照射在人身上的光线，就像射箭一样。 • “下者之人也高；高者之人也下” 是说照射在人上部的光线，则成像 于下部；而照射在人下部的光线， 则成像于上部。 • 直立的人通过小孔成像，投影便成为倒立的。
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一 光线和光束
• 光束:光波波面的法线的集合。 • 单心光束（或同心光束）:
由点光源的光构成的光束。 • 实际物体的每一点都发出一个 单心光束，经过光学系统后， 如果仍保持为单心光束，则这 个经光学系统后光束的心叫做 光学系统对物点成的像。
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二 光的直线传播
在同一种各向同性的均匀介质中，光在两点之间总是沿着连 接这两点的直线传播的。
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三 光程与光程差
• 实验测得频率为ν，波长为λ的光在真空中的速度为
• 在介质中的速度降为
介质的折射率
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光在介质 中的波长
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• 两束光在介质中的路程（波程）r 与波长之比
光程: 折射率n与光的几何路程r之积 nr。 光程就是光在介质中通过的几何路程,按波数 相等折合到真空中的路程。 光程差:两束光的光程之差。
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一 光的反射定律
• 平面镜反射成像 • 《墨经》中记载：“景迎日，说在转”。 • 说明像投在迎向太阳的一边，是因为 日光经过镜子的反射而转变了方向。 • 点光源发射出的发散光照射在平面镜 上时，其反射光也是发散光。 • 所有反射光的反向延长线仍交于一点（像点）。 • 由于不是实际光线相交所成的像，所以平面镜所成的像是
光的直线传播，是几何光学的基本规律之一。 光照射到不透明物体时，在物体后面产生影子，以及小孔成
像现象，都是光的直线传播的例证。 光的直线传播规律适用的范围是，障碍物或孔的线度（光波
的波长）。 普通光学仪器，如投影机、照相机、潜望镜、望远镜和显微
镜，都是以光的直线传播规律为基础的。
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二 光的直线传播
外、内”。 “中” 指焦点和球心之间。 物在“中”之内，得到比物体大 而正立的虚像; 物在“中”之外，得到比物体大 而倒立的实像。
第14页/共109页
一 光的反射定律
• 约公元前300 多年，古希腊哲学家柏拉图曾讲授过关于光 的直线传播以及入射角和反射角相等的知识。
• 欧几里得在《反射光学》一书中，明确提出了光的直进性， 较深入地探讨了反射现象，提出“入射光和出射光分别与 法线成相等的角”，并由此出发讨论了平面镜成像，凹、 凸面镜成像，还论述了凹面镜焦点的概念。
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7.2 光的反射和折射
• 一 光的反射定律 • 二 光的折射定律 • 三 海市蜃楼 • 四 虹和光的色彩
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一 光的反射定律
• 公元前2000 年夏初的齐家文化时期 已经制造出金属反射镜，作为镜子使用。 • 后来出现了各种平面镜、凹面镜和凸 面镜以及“透光镜”。 这种透光镜在阳光照射下其背面的图文 能映到墙上。 春秋早期已用阳燧（凹面镜）来聚光。 镜的利用为光的反射的研究创造了良好 的条件。
• 公元8 世纪，阿拉伯科学家阿尔哈曾在《光学宝鉴》一书 中指出：在反射现象中，除反射角等于入射角之外，反射 光线必在入射光线与界面法线所确定的平面内。从而完善 了反射定律。
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一 光的反射定律
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
• 光从一种介质射向另一种介质的 交界面时，一部分光返回原来介质 中，使光的传播方向发生了改变，
7.1 光是直线传播的吗？
• 一 光线和光束 • 二 光的直线传播 • 三 光程与光程差
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一 光线和光束
• 光线:表示光传播途径的几何线。 • 在均匀的各向同性介质中， 光线是垂直于波阵面的直线。 • 例如，从点光源发出的光， 它的每条光线就是以光源为中心的 球的径线； • 在远离光源的地方，光的波阵面 趋于平面，每条光线近似于相互平行的线。
鉴相鉴，则重影无穷”。生动地描述了光线在两镜之间彼 此往复反射，形成许许多多像的情景。 • 《淮南万毕术》记载：“取大镜高悬， • 置水盆于其下，则见四邻矣”。 • 将两个平面镜如图放置即成潜望镜， • 用以窥探海面或地面上的活动。
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一 光的反射定律
凸面镜成像的规律 《墨经》中叙述为：“鉴团，景一， 说在刑之大”。 经说中进一步解释说：“鉴，鉴者近， 则所鉴大，景亦大，其远，所鉴小， 景亦小，而必正”。 它说明物体经凸面镜总成一种缩小而正立的像。
例:钥匙经凸面镜反射在另一侧成一正立的虚像。
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一 光的反射定律
• 凹面镜的作用 • 《淮南子·天文训》记载： • “阳燧见日则燃而为火”。 • 这说明我国古代已认识到 • 平行光线可会聚于凹面镜的焦点。
• 太阳灶是利用太阳能的主要用具。
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一 光的反射定律
• 凹面镜成像 • 《墨经》记载：“鉴洼，景一小而易，一大而正，说在中之
入射角
这种现象称为光的反射。 • 光的反射定律： • 反射光线与入射光线、法线在同一平面上； • 反射光线和入射光线分居在法线的两侧； • 反射角等于入射角。 • 简记为：“三线共面，两线分居，两角相等”。
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反射角
二 光的折射定律
• 最早研究折射现象的是古罗马科学家托勒密。 • 他首次较精确地测量了折射现象中的入射角和折射角，得
出折射角正比于入射角的结论。 • 托勒密的折射定律在欧洲流行了1400 多年，直到1611 年，